健康飲食智能家居環(huán)境的設(shè)想.doc

健康飲食智能家居環(huán)境的設(shè)想現(xiàn)如今，人們的生活節(jié)奏越來越快，隨之而來的壓力也越來越大。注重健康的生活方式，成為一種時(shí)尚，越來越多的人開始關(guān)注這方面的問題。本文將對健康飲食智能家居環(huán)境進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。一、兩個(gè)應(yīng)用場景：場景一：李先生走進(jìn)了一家超市A，他想要買一些食物和飲料，但是他并不記得家里還有些什么，于是他拿出手機(jī)，編輯了一條短信“需要買些什么？”，并按下了發(fā)送鍵。5秒鐘之后，手機(jī)收到了這樣一條短信：“李先生，下午好。你需要購買的物品清單如下： 蘋果汁（剩余0.2升）， 雞蛋（剩余2個(gè)），牛奶（無剩余）， 牛肉（剩余200克）。 根據(jù)你今天的飲食計(jì)劃，推薦您購買一些蘑菇。 今天A超市新到一批醋栗，具有很高的維生素C含量，建議購買一些。另外，A超市今天桔子半價(jià)銷售，不要錯(cuò)過哦?！卑凑斩绦诺奶崾?，李先生很快買到了所需要的東西，除了醋栗。因?yàn)樗恢来桌蹰L什么樣子，于是他又發(fā)送了一條短信“什么是醋栗？”。一條彩信隨后發(fā)送到李先生的手機(jī)，內(nèi)容是醋栗的圖片還有相關(guān)的介紹。有了圖片，李先生順利買到了醋栗。李先生在貨架上看到了一種餅干，因?yàn)獒t(yī)生建議李先生要吃低脂肪的食物，但他并不清楚這種餅干是否符合要求，于是他用手機(jī)拍下了餅干包裝上的條形碼并發(fā)送了出去。過了一會兒，一條短信由發(fā)送到了李先生的手機(jī)上：“熱量：480千卡/100g，蛋白質(zhì)：6.2g/100g， 脂肪含量： 23.5g/100g， 碳水化合物：58.5g/100g. 這種餅干不符合醫(yī)生對你的飲食建議，請不要購買。”于是，李先生放棄了這種餅干。李先生買好了所需的東西，便離開超市驅(qū)車回家。場景二：19點(diǎn)30分，李先生走進(jìn)廚房準(zhǔn)備做晚飯。他站在廚房墻壁上的屏幕前，用手指點(diǎn)擊“飲食計(jì)劃”按鈕，屏幕上便顯示出了一些信息：“您好，李先生?，F(xiàn)在是晚餐時(shí)間，您今晚的用餐計(jì)劃如下：由于您今天服在用XXX藥物，請勿食用黃豆，它會降低您服藥的效果。您的健身教練建議您每天食用300g的牛肉，您今天中午已經(jīng)吃了200g，還余下的100g可以在晚餐中食用。您晚餐的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)如下：熱量： XXX千卡，蛋白質(zhì)：XXX g， 脂肪含量：XXX g， 碳水化合物： XXX g您晚餐的推薦食譜為： ?！卑凑者@份飲食計(jì)劃，李先生選擇了一些食材，他想要把牛肉和蘑菇做成一道菜，打他并不懂如何做，于是他點(diǎn)擊“烹調(diào)幫助”按鈕，將牛肉和蘑菇填寫進(jìn)主要食材表中，然后點(diǎn)擊“ok”，屏幕上立即顯示出了烹飪指南，李先生可以按照指南做一頓美味健康的晚餐了。二、系統(tǒng)需求分析2.1硬件需求1） 冰箱：在人們的日常生活中，冰箱用來保證食物的新鮮。人們通常用冰箱保存肉類，蔬菜和水果等食物。2） 綜合庫存設(shè)備：人們總是抱怨冰箱不夠大，因?yàn)樗麄兛偸前阉械臇|西都塞進(jìn)冰箱里。實(shí)際上，很多食物都并不需要也不宜保存在冰箱里，比如一些蔬菜和一些熟食。綜合庫存設(shè)備可以用來保存這些不許放進(jìn)冰箱的食物，保證這些食物的日常使用。3） 手持掃描儀：對食物的管理，需要錄入相關(guān)的信息，比如種類、組成成分、生產(chǎn)商、保質(zhì)期和數(shù)量等。手持掃描儀可以通過讀取食品包裝上的條形碼、二維碼或者RFID標(biāo)簽來獲得這些信息，并錄入到系統(tǒng)中。由于一些食物，如鮮肉、鮮魚等并沒有條形碼等標(biāo)識，所以手持掃描儀還因具有手寫錄入和語音錄入功能方便人們錄入相關(guān)信息。另一方面，為便于人們在購買食物時(shí)獲取詳細(xì)信息，手持掃描儀應(yīng)該盡可能的小巧以便于攜帶，或者可以集成在手機(jī)中。4） 食物狀態(tài)探測器：為獲得食物的實(shí)時(shí)狀態(tài)，探測器應(yīng)該放置在冰箱和綜合庫存設(shè)備中。探測器實(shí)時(shí)監(jiān)測食物的狀態(tài)，比如數(shù)量、重量等，并將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺服務(wù)器。另外，探測器還應(yīng)該監(jiān)控食物庫存環(huán)境的狀態(tài)，比如溫度、濕度和庫存空間等，以保證食物存儲的安全。5） 用戶終端設(shè)備：在整個(gè)系統(tǒng)中，用戶終端設(shè)備是人機(jī)交互的橋梁。食物信息的檢索和接收以及對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置都是通過用戶終端來實(shí)現(xiàn)的。移動性是用戶終端最重要的特性，除此之外比如互聯(lián)網(wǎng)接入、多媒體等功能。用戶終端設(shè)備可以是手機(jī)、便攜式電腦等設(shè)備。6） 后臺系統(tǒng)：整套系統(tǒng)需要一臺服務(wù)器將上述所有組件連接起來，可以是一臺PC，也可以是一臺具有信息處理芯片、數(shù)據(jù)存儲、互聯(lián)網(wǎng)接入、無線接入、移動服務(wù)接入、可視界面等功能模塊的設(shè)備。2.2軟件需求為了能夠處理食物的狀態(tài)信息以及為人們的健康飲食給出建議，系統(tǒng)在軟件方面需要以下三個(gè)功能模塊：1） 食物庫存管理模塊： 主要的功能是管理食物的所有信息。通過讀取數(shù)據(jù)庫中食物的狀態(tài)信息，判斷并向人們提出相關(guān)的建議，比如丟掉過期食物、補(bǔ)充不足的食物，并根據(jù)食物的庫存變化添加相應(yīng)的信息。2） 健康管理模塊：作為健康飲食系統(tǒng)，判斷人們的健康狀況并提供合理的飲食指南是系統(tǒng)重要功能之一。3） 信息交互功能模塊：系統(tǒng)支持食物信息的主動推送和用戶定制的信息發(fā)送。2.3應(yīng)用環(huán)境分析這套系統(tǒng)是應(yīng)用在家居環(huán)境里，人是系統(tǒng)的服務(wù)對象。人的一些重要屬性，如年齡、性別、食物喜好、健康狀況等，在系統(tǒng)的工作中將被作為考量的依據(jù)。在人們生活的現(xiàn)實(shí)環(huán)境當(dāng)中，有很多因素會影響人的飲食需求，比如生病、健身等。因此在系統(tǒng)中應(yīng)該引入醫(yī)生建議以及健身教練建議等第三方建議作為分析依據(jù)。人們的工作環(huán)境和生活環(huán)境也是影響飲食選擇的因素。除此之外，人們購買食物的主要途徑為本地的超市、菜市場，因此，本地有什么食物在銷售也是飲食選擇的一個(gè)重要因素。2.4網(wǎng)絡(luò)需求在家居環(huán)境中所有的組件都是分散的，并且有些是可移動的，因此無線連接能力是家居環(huán)境必不可少的部分。目前，較主流的無線連接技術(shù)有WLAN和Bluetooth，很多設(shè)備如手機(jī)、筆記本電腦等都直接支持這兩種技術(shù)。冰箱、探測器等設(shè)備也可以很方便的添加WLAN和Bluetooth模塊來實(shí)現(xiàn)無線連接。為獲取市場信息、醫(yī)生建議、飲食規(guī)劃等外部信息，系統(tǒng)必須要接入Internet。另外，用戶終端設(shè)備也需要有接入Internet的能力，以方便用戶在家庭網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域外使用信息查詢和獲取。在上面所提到的應(yīng)用場景中，手機(jī)收發(fā)短、彩信是一種方便快捷的系統(tǒng)應(yīng)用方式，因此，系統(tǒng)中應(yīng)該具有短信服務(wù)器來支持這項(xiàng)功能。三、系統(tǒng)功能描述系統(tǒng)的功能主要可以從庫存管理、健康管理和系統(tǒng)交互三個(gè)方面進(jìn)行劃分。3.1庫存管理庫存管理主要有以下幾項(xiàng)功能：1） 庫存信息注冊：對庫存中的食物信息進(jìn)行登記錄入，如類型、廠商、營養(yǎng)成分、保質(zhì)期和數(shù)量等。2） 實(shí)時(shí)庫存狀態(tài)監(jiān)控：通過安裝在冰箱和儲存設(shè)備中的探測器，對食物狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)庫中3） 庫存添加建議：根據(jù)食物庫存量的變化，給用戶提供購買信息。3.2健康管理主要有以下幾項(xiàng)功能：1）用戶飲食信息記錄： 記錄用戶每日的飲食情況，如營養(yǎng)、熱量、脂肪、食鹽等攝入情況。2）食物黑名單： 對于不適合用戶食用的食物給出警告。3）健康食譜：對于庫存中已有食物給出合理的健康食譜并可以根據(jù)用戶的飲食習(xí)慣、自然環(huán)境、醫(yī)生建議等制定飲食計(jì)劃。4） 食物健康度管理： 為保證食物的安全健康且避免浪費(fèi)，系統(tǒng)應(yīng)定期提醒用戶即將到期的食物。3.3系統(tǒng)交互主要有以下幾項(xiàng)功能：1） 信息查詢： 用戶通過終端設(shè)備對庫存食物的各項(xiàng)信息進(jìn)行查詢，并可向系統(tǒng)咨詢健康飲食等問題。2） 信息提醒： 系統(tǒng)可定期將庫存食物信息、市場行情、飲食建議等發(fā)送到用戶終端。四、系統(tǒng)的適用性與個(gè)性化開發(fā)系統(tǒng)的適用性研究是確保滿足各種用戶需求的有效手段。 以包容性和